什么是变容二极管 变容二极管的工作原理及应用分析

Release time:2022-09-22
author:Ameya360
source:网络
reading:2820

    什么是变容二极管?变容二极管(VaractorDiodes)又称"可变电抗二极管",是利用PN结反偏时结电容大小随外加电压而变化的特性制成的。反偏电压增大时结电容减小、反之结电容增大,变容二极管的电容量一般较小,其最大值为几十pF到几百pF,最大电容与最小电容之比约为5:1。它主要在高频电路中用作自动调谐、调频、调相等、例如在电视接收机的调谐回路中作可变电容。下面Ameya360电子元器件采购网主要来介绍变容二极管的特性、原理及作用。

什么是变容二极管 变容二极管的工作原理及应用分析

    变容二极管的工作原理

    变容二极管(VaractorDiodes)为特殊二极管的一种。当外加顺向偏压时,有大量电流产生,PN(正负极)结的耗尽区变窄,电容变大,产生扩散电容效应;当外加反向偏压时,则会产生过渡电容效应。但因加顺向偏压时会有漏电流的产生,所以在应用上均供给反向偏压。

    变容二极管也称为压控变容器,是根据所提供的电压变化而改变结电容的半导体。也就是说,作为可变电容器,可以被应用于FM调谐器及TV调谐器等谐振电路和FM调制电路中。

    其实我们可以把它看成一个PN结,我们想,如果在PN结上加一个反向电压V(变容二极管是反向来用的),则N型半导体内的电子被引向正极,P型半导体内的空穴被引向负极,然后形成既没有电子也没有空穴的耗尽层,该耗尽层的宽度我们设为d,随着反向电压V的变化而变化。如此一来,反向电压V增大,则耗尽层d变宽,二极管的电容量C就减少(根据C=kS/d),而反向电压减小,则耗尽层宽d变窄,二极管的电容量变大。反向电压V的改变引起耗尽层的变化,从而改变了压控变容器的结容量C。达到了目的。

    变容二极管是利用PN结之间电容可变的原理制成的半导体器件,在高频调谐、通信等电路中作可变电容器使用。

    变容二极管有玻璃外壳封装(玻封)、塑料封装(塑封)、金属外壳封装(金封)和无引线表面封装等多种封装形式。通常,中小功率的变容二极管采用玻封、塑封或表面封装,而功率较大的变容二极管多采用金封。

    变容二极管的应用分析

    主要在高频电路中用作自动调谐、调频、调相等、例如在电视接收机的调谐回路中作可变电容。

    1、常见用途

    材料多为硅或砷化镓单晶,并采用外延工艺技术。反偏电压愈大,则结电容愈小。变容二极管具有与衬底材料电阻率有关的串联电阻。对于不同用途,应选用不同C和Vr特性的变容二极管,如有专用于谐振电路调谐的电调变容二极管、适用于参放的参放变容二极管以及用于固体功率源中倍频、移相的功率阶跃变容二极管等。

    用于自动频率控制(AFC)和调谐用的小功率二极管称变容二极管。通过施加反向电压,使其PN结的静电容量发生变化。因此,被使用于自动频率控制、扫描振荡、调频和调谐等用途。通常,虽然是采用硅的扩散型二极管,但是也可采用合金扩散型、外延结合型、双重扩散型等特殊制作的二极管,因为这些二极管对于电压而言,其静电容量的变化率特别大。结电容随反向电压VR变化,取代可变电容,用作调谐回路、振荡电路、锁相环路,常用于电视机高频头的频道转换和调谐电路,多以硅材料制作。

    2、用于调谐电路

    改变不同的R2,二极管(D)的反向电压被改变,这会引起二极管的电容量改变。因此改变谐振频率其中的变容二极管就可调出并联谐振带通滤波器中所需电容量的全部变化范围。

    因为变容二极管的结电容能随外加的反向偏压而变化,所以它被用作调频、扫频及相位控制。目前,变容二极管的应用已相当广泛。变容二极管在无绳电话机中主要用在手机或座机的高频调制电路上,实现低频信号调制到高频信号上,并发射出去。在工作状态,变容二极管调制电压一般加到负极上,使变容二极管的内部结电容容量随调制电压的变化而变化。

("Note: The information presented in this article is gathered from the internet and is provided as a reference for educational purposes. It does not signify the endorsement or standpoint of our website. If you find any content that violates copyright or intellectual property rights, please inform us for prompt removal.")

Online messageinquiry

reading
如何避免二极管过载
  如何避免二极管过载?  二极管作为电路中的基础元件,其过载可能导致性能下降甚至烧毁。以下从选型、安装、保护设计及散热四方面提供实用解决方案:  1.精准选型匹配需求  根据电路特性选择二极管类型:高频电路优先选用肖特基二极管(低反向恢复时间);高压场景采用快恢复二极管;大电流环境需考虑功率二极管。  核对关键参数:正向电流(IF)需预留20%以上余量,反向耐压(VRRM)应高于电路最大电压的1.5倍,避免长期运行在极限值。  2.规范安装降低风险  焊接控制:手工焊接时温度≤260℃,时间<3秒,避免高温导致PN结损伤;自动贴片机需设置预热坡度,防止热冲击。  引脚处理:高频电路中引线长度应<5mm,必要时采用镀金引脚或绞合线降低电感效应;反向安装二极管可能导致极性错误,需严格按丝印标识操作。  3.多级保护限制过流过压  电流限制:串联电阻需按公式R=(Vsupply-Vd)/If计算(Vd为二极管正向压降),例如12V转5V电路中,若If=1A,需串联7Ω电阻;对敏感电路可并联自恢复保险丝(PPTC)实现过流自保护。  电压箝位:并联双向TVS二极管时,其击穿电压应略高于电路工作电压峰值(如12V系统选15V TVS),可抑制ESD或雷电感应脉冲。  4.热管理与布局优化  散热设计:功率二极管必须加装散热片,材料推荐铝合金(导热系数200W/m·K),接触面涂抹导热硅脂(热阻<0.1℃·cm²/W);  PCB布局:高功率二极管周围保留≥2mm禁布区,避免与发热元件(如MOS管)相邻;多二极管并联时采用镜像布局,保证电流均流。  5.电路级预防措施  参数监控:在关键电路中串联采样电阻,通过运放构建过流检测电路,触发后切断电源或启动限流模式;  冗余设计:对不可修复场景(如航空航天),可采用N+1二极管并联备份,单管失效时负载自动分配至健康管。  示例场景:在开关电源设计中,选用600V/10A快恢复二极管,串联1Ω水泥电阻限流,并联1.5KE200CA型TVS管,配合L型散热片(尺寸50×30×10mm),实测在满载40℃环境下连续工作1000小时,壳温稳定在65℃以下,未出现性能衰减。  通过系统化的选型、安装规范及保护设计,可有效延长二极管使用寿命,提升电路可靠性。
2025-06-09 14:21 reading:340
高温环境下的MDD肖特基二极管设计 如何避免热失效
  在高温环境下,肖特基二极管(Schottky Diode)以其低正向压降和快速开关特性被广泛应用于电源管理、电机驱动及新能源系统中。然而,由于其PN结被金属-半导体接触结构取代,其温度特性与普通PN结二极管存在显著不同,特别是在高温下,肖特基管的反向漏电流急剧上升,成为热失效的主要隐患。因此,设计人员在高温环境下使用肖特基二极管时,必须充分考虑其热稳定性与散热策略。  首先,识别失效风险是设计的前提。肖特基二极管的反向漏电流随着温度上升呈指数增长,这不仅加剧功率损耗,还可能引发热失控现象。当结温过高,二极管可能出现反向击穿或短路失效,影响整个电源系统稳定性。  其次,合理选型与降额设计至关重要。在器件选型阶段,应考虑实际工作温度下的derating(降额)条件。例如,若器件额定反向电压为60V,在高温应用中建议选择100V或更高耐压等级,以提升安全裕度。此外,选择具有低漏电流、高结温耐受能力(如175℃以上)的工业级或汽车级肖特基产品,也能显著降低热失效风险。  热管理设计是控制结温的关键手段。在PCB布局中,应尽量扩大铜箔面积,加强热传导路径,配合导热硅脂、散热片或热垫片等散热辅助材料。对于功率密集型应用,还可采用DFN、TO-220、DPAK等高散热效率封装,甚至考虑采用多颗器件并联分流,从结构上降低单管热负载。  最后,建议在系统设计中增加热反馈保护机制,如温度感知芯片或热敏电阻,当温度异常上升时自动限流或关断,以避免连续热应力带来的器件损伤。  总之,高温环境下的肖特基二极管应用必须在器件选型、热设计与系统保护上多管齐下。通过精准评估漏电特性、合理降额、优化散热与加入温控保护,才能充分发挥肖特基二极管在高效率整流中的优势,同时保障系统长期稳定运行。
2025-04-17 17:24 reading:380
齐纳二极管原理及使用方法介绍
  齐纳二极管(Zener Diode)是一种特殊的二极管,其工作原理主要基于反向击穿效应。当施加到齐纳二极管两端的反向电压超过其“齐纳击穿电压”(也称为反向阻挡电压),器件会开始导通,使得在器件两端形成一个稳定的电压。  1.齐纳二极管的工作原理  在正常工作条件下,齐纳二极管的结构与普通二极管相似。但区别在于齐纳电压(阻断电压)通常设定在比较低的电压水平。当外加反向电压超过额定齐纳电压时,由于击穿效应,齐纳二极管将开始导通,形成一个固定的电压跨接在两端。  2.齐纳二极管的特点  电压稳定性:齐纳二极管可以提供非常稳定的电压输出。  保护电路:常用于稳压和电压限制应用,以保护其他器件免受电压波动的影响。  温度依赖性:齐纳二极管的工作特性受温度影响较小,相对稳定。  反向电流大:齐纳二极管在击穿状态下的反向电流比普通二极管要大。  3.齐纳二极管的使用方法  选取合适的齐纳二极管:根据所需的电压稳定值和功率要求选择合适的齐纳二极管。  正确连接极性:确保正确连接齐纳二极管,通常将其放置在反向电压方向。  合理设计电路:在设计中考虑到齐纳二极管的特性,确保其在工作范围内稳定可靠。  注意散热:对高功率应用,需考虑齐纳二极管的散热,以确保器件工作在可靠的温度范围内。
2024-12-20 13:31 reading:652
  • Week of hot material
  • Material in short supply seckilling
model brand Quote
MC33074DR2G onsemi
BD71847AMWV-E2 ROHM Semiconductor
RB751G-40T2R ROHM Semiconductor
CDZVT2R20B ROHM Semiconductor
TL431ACLPR Texas Instruments
model brand To snap up
STM32F429IGT6 STMicroelectronics
BU33JA2MNVX-CTL ROHM Semiconductor
ESR03EZPJ151 ROHM Semiconductor
IPZ40N04S5L4R8ATMA1 Infineon Technologies
BP3621 ROHM Semiconductor
TPS63050YFFR Texas Instruments
Hot labels
ROHM
IC
Averlogic
Intel
Samsung
IoT
AI
Sensor
Chip
About us

Qr code of ameya360 official account

Identify TWO-DIMENSIONAL code, you can pay attention to

AMEYA360 weixin Service Account AMEYA360 weixin Service Account
AMEYA360 mall (www.ameya360.com) was launched in 2011. Now there are more than 3,500 high-quality suppliers, including 6 million product model data, and more than 1 million component stocks for purchase. Products cover MCU+ memory + power chip +IGBT+MOS tube + op amp + RF Bluetooth + sensor + resistor capacitance inductor + connector and other fields. main business of platform covers spot sales of electronic components, BOM distribution and product supporting materials, providing one-stop purchasing and sales services for our customers.

Please enter the verification code in the image below:

verification code